package sort.advanced_sort;

import java.util.Arrays;

public class Demo5_QuickSort_Random {
    //启动函数
    public static void quickSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
    }

    public static void quickSort(int[] arr, int lo, int hi) {
        if (lo >= hi) {
            return;
        }
        /*
            在[left...right]范围中随机选择一个元素交换到第一个位置作为基准元素。

            由于分治区间的开始和结束都不同的，所以要找到对应的数量关系：
                    hi - lo + 1表示随机数的范围 左闭右开

                    如果数组长度为10，下标为 0 - 9 那么对应的随机数范围就是 [0..10)

                    那么对于分治区间来说，要从开始下标开始，所以要 加上 lo
         */
        int r = lo + (int) (Math.random() * (hi - lo + 1));
        //与第一个位置的元素做交换
        swap(arr, r, lo);
        int pivotIndex = partition(arr, lo, hi);
        quickSort(arr, lo, pivotIndex - 1);
        quickSort(arr, pivotIndex + 1, hi);
    }
    public static int partition(int[] arr, int lo, int hi){
        int pivot = arr[lo];
        int mark = lo;
        for(int i = lo + 1; i <= hi; i++){
            if(arr[i] < pivot) {
                mark++;
                swap(arr, i, mark);
            }
        }
        arr[lo] = arr[mark];
        arr[mark] = pivot;
        return mark;
    }
    public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }
    // for test
    public static void comparator(int[] arr) {
        Arrays.sort(arr);
    }

    // for test
    public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
        int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random()) - (int) (maxValue * Math.random());
        }
        return arr;
    }

    // for test
    public static int[] copyArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return null;
        }
        int[] res = new int[arr.length];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            res[i] = arr[i];
        }
        return res;
    }

    // for test
    public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
        if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
            return false;
        }
        if (arr1 == null && arr2 == null) {
            return true;
        }
        if (arr1.length != arr2.length) {
            return false;
        }
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            if (arr1[i] != arr2[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    // for test
    public static void printArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }

    // for test
    public static void main(String[] args) {
        int testTime = 500000;
        int maxSize = 100;
        int maxValue = 100;
        boolean succeed = true;
        for (int i = 0; i < testTime; i++) {
            int[] arr1 = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
            int[] arr2 = copyArray(arr1);
            quickSort(arr1);
            comparator(arr2);
            if (!isEqual(arr1, arr2)) {
                succeed = false;
                printArray(arr1);
                printArray(arr2);
                break;
            }
        }
        System.out.println(succeed ? "Nice!" : "Fucking fucked!");

        int[] arr = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
        printArray(arr);
        quickSort(arr);
        printArray(arr);
    }
}
